【正文】 主控機(jī)與從機(jī)之間也能夠相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)，從而達(dá)到系統(tǒng)整體統(tǒng)一、和諧的效果。還需要在智能化方面加以改進(jìn)。4. 在本設(shè)計的基礎(chǔ)上皆有繼電器模塊，可以外接調(diào)溫調(diào)濕電器，把功能擴(kuò)展延伸為實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度的控制。利用單片機(jī)C語言完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計。調(diào)用讀、寫操作的子程序，進(jìn)入相應(yīng)函數(shù)之后，首先判別忙標(biāo)志，如果BF＝1，控制器正忙于內(nèi)部操作，則等待直到控制器處于空閑狀態(tài)時，再設(shè)置控制位進(jìn)行相應(yīng)的讀（狀態(tài)）、寫（命令/數(shù)據(jù)）操作。諧振蕩器的振蕩周期為兩個暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間?！y溫度子程序流程圖準(zhǔn)備測溫時首先要將DS18B20的DQ設(shè)置為高電平，接著初始化DS18B20，初始化成功后，DS18B20接收單片機(jī)的命令，然后再次初始化DS18B20在成功后啟動測溫，然后將溫度保存起來，返回。第4章　軟件設(shè)計　主程序 主程序流程圖系統(tǒng)監(jiān)控程序是系統(tǒng)的主程序，它是系統(tǒng)程序的框架，控制著單片機(jī)系統(tǒng)按預(yù)定操作方式運轉(zhuǎn)。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。壓電式蜂鳴器約需10mA的驅(qū)動電流，可以使用TTL系列集成電路7406或7407低電平驅(qū)動，也可以用一個晶體三極管驅(qū)動。 LCD顯示模塊 報警模塊在微型計算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。本設(shè)計是利用8051的串行口實現(xiàn)鍵盤/顯示器接口。串行數(shù)據(jù)輸入端口RXD連接到MAX232第一組收發(fā)器的輸出端口R1 OUT，用于接收PC串行輸入的數(shù)據(jù)。接收方檢測到同步字符后，開始逐個接收數(shù)據(jù)，直到所有數(shù)據(jù)接收完畢，然后按照雙方規(guī)定的的長度恢復(fù)成一個一個的數(shù)據(jù)字節(jié)，最后進(jìn)行校驗，如果無傳輸錯誤，則可以結(jié)束一幀的傳輸。同步通信由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗字符三部分組成。在異步通信的過程中，數(shù)據(jù)幀在傳輸線上的傳送一般是不連續(xù)的，即傳輸時，字符間隔不固定，各個字符幀可以是連續(xù)發(fā)送，也可以是間斷發(fā)送，在間斷發(fā)送時，停止位之后，傳輸線路上自動保持高電平。在異步通信過程中，數(shù)據(jù)通常是以幀為單位進(jìn)行傳送的，每個幀為一個字符或一個字節(jié)。單片機(jī)的串行通信是將數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位，按照一定的順序進(jìn)行逐位發(fā)送，接收方則按照對應(yīng)的順序逐位接收，并將數(shù)據(jù)恢復(fù)出來。 RS232串口模塊串行接口是單片機(jī)與外部設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的主要途徑。這里需要注意，由于XTAL2引腳的邏輯電平不是TTL信號，因此外接一個上拉電阻。在實際電路設(shè)計時，盡量保證外接的振蕩器和電容盡可能接近單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳，這樣可以減少寄生電容的影響，使振蕩器能夠穩(wěn)定可靠地為單片機(jī)CPU提供時鐘信號。當(dāng)單片機(jī)工作于內(nèi)部時鐘模式的時候，只需在XTAL1引腳和XTAL2引腳連接一個晶體振蕩器或陶瓷振蕩器，并聯(lián)兩個電容后接地即可，如圖36所示。STC89C52單片機(jī)內(nèi)部包含有一個振蕩器，可以用于CPU的時鐘源。在實際應(yīng)用中，一般采用既可以手動復(fù)位，又可以上電復(fù)位的電路，這樣可以人工復(fù)位單片機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位電路。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 8051系類單片機(jī)管腳圖VCC：供電電壓。8051有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)功能，也可產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。8051內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的的RAM只有128個。 8051系類單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖：(1) 與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容(2) 8k字節(jié)在系統(tǒng)編程（ISP）Flash閃速存儲器(3) 1000次擦寫周期(4) (5) 全靜態(tài)工作模式：0Hz33MHz(6) 三級程序加密鎖(7) 128*8字節(jié)內(nèi)部RAM(8) 32個可編程I/O口線(9) 2個16位定時/計數(shù)器(10)6個中斷源(11)全雙工串行UART通道(12)低功耗空閑和掉電模式(13)中斷可從空閑摸喚醒系統(tǒng)(14)看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針[7]中央處理器：中央處理器(CPU)是整個單片機(jī)的核心部件，51系列單片機(jī)是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，它能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼。 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)STC89C52系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗的單片機(jī)，指令碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時鐘/機(jī)器周期和6時鐘/機(jī)器周期可任意選擇[13]?！⌒盘柗治鰡纹瑱C(jī)專業(yè)名稱—Micro Controller Unit(微控制器件)它是由INTEL公司發(fā)明的，最早的系列是MCS48后來有了MCS51我們經(jīng)常說的51系列單片機(jī)就是MCS51micro controller system，它是一種8位的單片機(jī)。隨著充電的進(jìn)行逐漸增高，但只要，輸出電壓就一直保持高電平不變，這就是第一個暫穩(wěn)態(tài)。諧振蕩器的振蕩周期為兩個暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間。除此之外，響應(yīng)時間、濕滯回線、濕滯回差等也不容忽略。電解質(zhì)濕度傳感器的電導(dǎo)是靠離子的移動實現(xiàn)的，在直流電源作用下，正、負(fù)離子必然向電源兩極運動，產(chǎn)生電解作用，使感濕層變薄甚至被破壞；在交流電源作用下，正負(fù)離子往返運動，不會產(chǎn)生電解作用，感濕膜不會被破壞。而濕敏元件受溫度的影響不能忽略。它的工作電壓為交流1V，頻率為50Hz~2kHz，測量濕度范圍為20%~90%RH，測量精度177。離子導(dǎo)電型濕度傳感器，它是高分子濕敏膜吸濕后，在水分子作用下，離子相互作用減弱，遷移率增加；同時吸附的水分子電離使離子載體增多，膜電導(dǎo)隨濕度增加而增加，由電導(dǎo)的變化可測知環(huán)境濕度。2. CHR01濕敏元件簡介電阻型濕度傳感器可分為兩類：電子導(dǎo)電型和離子導(dǎo)電型。再由氣體狀態(tài)方程式 （）可得 （）式中為空氣中水蒸氣的分壓力(帕)；T為空氣中的干球絕對溫度(K)；t為空氣中干球的攝氏溫度(℃)；為水蒸氣的氣體常數(shù)， =461。濕度是表示空氣中水蒸氣含量多少的尺度。因此本設(shè)計采用外部供電方式。在強(qiáng)上拉方式下可以解決電流供應(yīng)不走的問題，因此也適合于多點測溫應(yīng)用，缺點就是要多占用一根I/O口線進(jìn)行強(qiáng)上拉切換。 DS18B20寄生電源供電方式電路圖獨特的寄生電源方式有三個好處：1，進(jìn)行遠(yuǎn)距離測溫時，無需本地電源；2，可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM；3，電路更加簡潔，僅用一根I/O口實現(xiàn)測溫；要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點測溫時， 能量，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預(yù)置值[10]。DS18B20的性能是新一代產(chǎn)品中最好的！性能價格比也非常出色！DS18B20工作原理，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。176?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。C，在10~+85176。通過緩存器讀寄存器。溫度報警觸發(fā)器TH和TL都有一字節(jié)EEPROM 的數(shù)據(jù)。這些指令操作作用在沒有一個器件的64位光刻ROM序列號，可以在掛在一線上多個器件選定某一個器件，同時，總線也可以知道總線上掛有有多少，什么樣的設(shè)備。DS18B20的管腳排列如下: DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）?！⌒盘柌杉? 溫度傳感器Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。主控機(jī)負(fù)責(zé)控制指令的發(fā)送，并控制各個檢測單元進(jìn)行溫度采集，收集測量數(shù)據(jù)，同時對測量結(jié)果進(jìn)行整理和顯示。 本章小結(jié)本章主要介紹溫濕度測量儀用到的主要芯片的選擇，如溫度傳感器、濕度傳感器、控制處理芯片、顯示輸出設(shè)備等。外圍驅(qū)動電路設(shè)計比較簡單，顯示能力的擴(kuò)展將不會涉及到硬件電路的修改，可擴(kuò)展性很強(qiáng)。數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)內(nèi)容比較直觀，通常顯示從0到F中的任意一個數(shù)字，一個數(shù)碼管可以顯示一位，多個數(shù)碼管就可以顯示多位，在顯示位數(shù)比較少的電路中，程序編寫，外圍電路設(shè)計都十分簡單，但是當(dāng)要顯示的位數(shù)相對多的時候，數(shù)碼管操作起來十分煩瑣，顯示的速度受到限制。FPGA與MCS－51單片機(jī)比較(1)FPGA運行速度快 FPGA內(nèi)部集成鎖項環(huán),可以把外部時鐘倍頻,核心頻率可以到幾百M,單片機(jī)無法代替FPGA (2)FPGA管腳多,容易實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng) 單片機(jī)IO口有限,而FPGA動輒數(shù)百IO,DA,單片機(jī)要進(jìn)行仔細(xì)的資源分配,總線隔離,而FPGA由于豐富的IO資源,可以很容易用不同IO連接各外設(shè) (3)FPGA內(nèi)部程序并行運行,有處理更復(fù)雜功能的能力 單片機(jī)程序是串行執(zhí)行的,執(zhí)行完一條才能執(zhí)行下一條,在處理突發(fā)事件時只能調(diào)用有限的中斷資源。(4)FPGA是ASIC電路中設(shè)計周期最短、開發(fā)費用最低、風(fēng)險最小的器件之一。FPGA采用了邏輯單元陣列LCA（Logic Cell Array）這樣一個新概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB（Configurable Logic Block）、輸出輸入模塊IOB（Input Output Block）和內(nèi)部連線（Interconnect）三個部分。方案二和方案三使用差別不大，但方案二需要專有下載線，方案三使用串口下載即可。使用高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。MCS－51的硬件結(jié)構(gòu)決定了其指令系統(tǒng)不會發(fā)生變化，設(shè)計人員可以很容易的對不同公司的單片機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行選型，他們只需將重點放在芯片內(nèi)部資源的比較上。綜合比較方案一與方案二，方案二雖然精度及測量濕度范圍都比方案一高，但成本高了許多，方案一成本低廉且能滿足測量需求，且調(diào)試電路簡單，因此，在能達(dá)到指標(biāo)